汽车铝加工行业深度报告

汽车铝加工行业深度报告
1、电动化+轻量化+一体化:汽车铝加工需求迎来爆发
我们从电动化、轻量化、一体化三个维度出发理解铝加工需求的井喷: 首先电动化本身较燃油车新增的三电系统为电池铝箔、电池托盘带来高速发展的需求空间,而电池对热管理系统日益复杂的要求又为铝热传输材料打开市场; 其次电动化为轻量化带来巨大赋能:轻量化是新能源车提高续航里程的关键,铝无疑是目前最好的轻量化金属。所以新能源车身结构轻量化用汽车板、铝挤压材是燃油车的3-4倍,当新能源基数达到一定比例后整体轻量化市场的弹性空间也随之打开; 而一体化压铸从技术角度真正释放了铝轻量化成本高这一枷锁,为铝代钢提供了无限可能。
我们看好电动化、轻量化、一体化带来的铝加工大时代!根据新能源汽车核心部件详细梳理了三大赛道和6个最看好的铝加工子品种: 1)车身结构轻量化:白车身——一体压铸用免热处理合金;覆盖件——汽车铝板;底盘和部分车身结构件——铝挤压材; 2)三电系统:电池铝箔、电池托盘(严格意义上属于挤压材,因为应用领域不同单独做区分); 3)热管理系统:铝热传输材料。
1.1、铝是目前轻量化最好的金属,电动车时代大有可为
大叶黄杨白粉病汽车轻量化是降低传统能源车油耗和提高新能源车续航里程的关键。据统计,汽车重量每下降10%,油耗下降8%,排放降低4%。而铝合金又是轻量化材料首选。工信部节能与新能源汽车技术路线图提出中国汽车轻量化单车用铝目标: 2025年和2030年分别实现250kg/辆和350kg/辆。而根据国际铝协数据,2020年国内传统乘用车用铝量仅约138.6kg/辆,纯电动和混动新能源乘用车单车用铝分别为157.9kg和198.1kg;此外根据DuckerFrontier的数据,2020年北美非纯电动汽车的单车用铝量为206kg,纯电动汽车的单车用铝量为292kg,国内汽车铝渗透率还有很大的提升空间。
具体到一辆车各部分用铝渗透率空间,国内一辆燃油车用铝上限已经达到501.7kg,是平均值的4.2倍。其中发动机、轮毂、传动系统、热交换等部件铝的渗透率普遍达到80%以上甚至接近100%。但在车身结构上像四门两盖、悬架、副车架等领域依旧以钢为主,铝的渗透率甚至只有3%。
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新能源车要用更多的铝。DuckerFrontier统计2020年北美一辆纯电动新能源车用铝较传统能源车多86kg。虽然少了发动机动力总成等部件,但多了三电系统包括电池壳、电机外壳
等用铝的零部件。
1.2、铝加工分类:铝板带箔、挤压材、铸造材和锻造材
汽车用铝合金主要包括4种铝材:轧制板材、挤压材、铸造铝合金和锻造材。根据李龙在铝合金在新能源汽车工业的应用现状及展望中的介绍,目前各类铝合金在汽车上使用比例大致为:铸铝77%,轧制材10%,挤压材10%,锻压材3%,和我们自己测算比例相当。
2、细分景气赛道优选:免热处理合金、汽车铝板、铝挤压材、电池铝箔、电池托盘、铝热传输材料
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2.1、车身轻量化:一体压铸用免热处理合金、汽车铝板、铝挤压材
轻量化之于新能源车提高续航里程、降低电池成本的重要性不言而喻,我们看好: 1)白车身——一体压铸用免热处理合金: 2020年9月22日的特斯拉电池日发布会上,马斯克称特斯拉ModelY将采用一体压铸生产车身后底板总成,下车体总成重量将降低30%,制造成本下降40%。
同时特斯拉计划用3个大型压铸件拼接成整个下车体总成,替换掉原来的370个零件。最终可以实现汽车总重量降低10%,续航里程增加14%。一体压铸采用简约集成的工艺模式,彻底解决轻量化成本高这一痛点,同时大大提升生产效率,极大打开车用铝合金空间。目前刚刚实现0-1的阶段,向1-10发展,而且因为技术实践仅仅才2年,我们认为本身还有进一步降本和减重的空间,长坡厚雪。
2)覆盖件、底盘和部分车身结构件——汽车铝板、铝挤压材:新能源车这两种铝材用量是传统车的3-4倍,原因在于汽车铝板、铝挤压材因为较好的强度和抗冲击性能多用在车身结构上。但传统车车身结构材料仍以钢为主,目前铝用量较小。新能源车的出现因为对续航里程的要求,极大增加了轧制材、挤压材的使用空间。
2.2、三电系统:电池铝箔、铝制电池托盘
三电系统是新能源车特有部件,所以细分领域铝材用量增速快,且有技术迭代下单GWH价值量提升的趋势,我们看好: 1、电池铝箔:作为电池正极的载流体,动力电池市场对电池铝箔需求激增。同时还要关注未来储能市场的拉动,以及钠离子电池中的铝箔需求将会是锂电池的2-3倍,因为钠不和铝反应负极也可以使用铝箔,且钠电池能量密度偏低所以单
位GWH铝箔用量会增加。我们统计下来1gwh三元、磷酸铁锂和钠电池用铝箔量平均值分别为350吨、450吨和900吨。
潘金莲之前世今生诱僧2、铝制电池托盘:电池托盘严格意义上讲也是挤压材的一种,因为是新能源 车特有部件我们单独列出来分析。电池托盘作用是承载保护模组,主要包括铝型材焊接和钢板冲压焊接两种,冲压铝板焊接电池托盘具有非常好的轻量化效果,相对于钢材在不降低刚度的前提下,能减重40%。2021年铝制电池托盘渗透率达到50%,我们认为未来渗透率将进一步提高,同时主机厂也在开发研究一体压铸铝托盘的方案。CTP电池方案因为去模组化,对电池托盘本身的精度和散热方面提出了更高的要求,整个电池托盘技术方向将从FSW(搅拌摩擦焊接)转向第二代FDS(螺栓自拧紧技术),同时第二代无模组电池托盘因为集成度、性能要求更高,单车价值量将从原先的单车价值1500-2000元提高到3000元以上。
索爱mp52.3、热管理系统:铝热传输材料
新能源汽车热管理系统的单车价值量相比于传统车热管理系统提高一倍。因为电池工作特性增加了热管理系统的复杂性:在电池组层面,温度的不一致会导致状态与参数的不一致,并随着时间推移加速恶化,从而严重影响电池包的使用性能、循环寿命及安全性。因
而电池的热管理系统一方面需要确保电池工作在最优温度区间内(不能过热,也不能过冷),另一方面需要保证单体间的温度均匀性,从而防止电池组一致性的恶化。
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新能源车铝热传输材料较传统车单车10kg基础上,增加10-15kg。新能源车热管理系统除和燃油车共用的空调等热管理零部件以外,还增加了电池和电机的冷却回路(包括Chiller、冷却板等)、PTC加热器等,价值量较燃油车增加了近一倍,一套完整的新能源汽车整车热管理系统的成本在7000-11000元不等。铝热传输材料主要增量在电池的水冷板部位。宁德麒麟电池水冷板用量提高一倍。6月23日宁德时代官方发布CTP3.0即麒麟电池,系统能量密度达到255Wh/kg,体积利用率72%,续航里程超过1000公里。其中热管理方面将原先的隔热垫、水冷板、横纵梁三合一,提高集成效率;同时麒麟电池首创电芯大面冷却技术,换热面积扩大到4倍,我们预计水冷板的需求量将扩大到2倍。

本文发布于:2024-09-21 20:47:42,感谢您对本站的认可!

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